Јаглеродниот диоксид најмногу придонесува за климатските промени бидејќи секоја година ослободуваме околу 40 милијарди тони во атмосферата, така што одвојувањето на CO2 од воздухот е голем предизвик поради неговата разредена концентрација (~0,04%).
Професорот Иан Меткалф, претседател на Кралската академија за инженерство за нови технологии на Факултетот за инженерство при Универзитетот во Њукасл, Обединетото Кралство и главен истражувач, вели: „Процесите на разредена сепарација се најсложените раздвојувања што треба да се извршат поради две клучни причини: поради ниската концентрација, кинетичките (стапки) хемиски реакции насочени кон отстранување на разредената компонента и второ, концентрирањето на разредената компонента бара многу енергија.
Ова се двата предизвици со кои истражувачите од Њукасл (со колегите од Универзитетот Викторија во Велингтон во Нов Зеланд, Кралскиот колеџ во Лондон, Универзитетот во Оксфорд, Универзитетот во Стратклајд и Универзитетскиот колеџ во Лондон) решија да се справат со нивната нова мембрана.
Користејќи ги природните разлики во влажноста како движечка сила за испумпување на јаглерод диоксид од воздухот, тимот го надмина енергетскиот предизвик. Присуството на вода, исто така, го забрзува транспортот на јаглерод диоксид низ мембраната, решавајќи го кинетичкиот предизвик.
„Во нашата работа ја демонстрираме првата синтетичка мембрана способна да го фати јаглерод диоксидот од воздухот и да ја зголеми неговата концентрација без традиционалниот внес на енергија како топлина или притисок. Мислам дека корисна аналогија може да биде тркалото на мелница за брашно. Додека мелницата го користи транспортот на вода по надолнина за да го поттикне мелењето, ние го користиме за испумпувањтое на јаглерод диоксидот од воздухот“, вели д-р Грег Муч.
Тимот ја тестирал новата мембрана пропустлива за јаглерод диоксид при различна влажност. Кога влажноста била поголема на излезната страна на мембраната, мембраната спонтано пумпаше јаглерод диоксид во тој излезен тек.
Користејќи микрокомпјутерска томографија со рендген со соработници од Универзитетскиот колеџ во Лондон и Универзитетот во Оксфорд, тимот успеал прецизно да ја карактеризира структурата на мембраната. Ова им овозможило да обезбедат споредби на перформансите со други најсовремени мембрани.
Клучниот аспект на работата било моделирањето на процесите што се случуваат во мембраната на молекуларно ниво. Користејќи пресметки за теоријата на функционална густина, тимот ги идентификувал носителите во мембраната. Носачот ги транспортира и јаглерод диоксидот и водата на единствен начин, но ништо друго. Водата е потребна за ослободување на јаглерод диоксид од мембраната, а јаглерод диоксидот е потребен за ослободување вода. Затоа, енергијата од разликата во влажноста може да се искористи за да се придвижи јаглеродниот диоксид низ мембраната од ниска кон поголема концентрација.
(Vidi.hr)
(фото: Pixabay)
